När det gäller kulturarv, det finns få saker som historiker inte skulle göra för att bevara dem för framtida generationer. Särskilt, stenbyggnader och skulpturer gjorda av gips och marmor löper allt större risk att skadas av luftföroreningar, surt regn och andra faktorer. Forskare rapporterar nu in ACS applicerade nanomaterial en ny, kalciumbaserad bevarandebehandling inspirerad av naturen som övervinner många nackdelar med nuvarande metoder.

Historiskt sett, naturvårdsforskare har vänt sig till alkoxisilaner, kiselbaserade molekyler som används för att konsolidera sten och andra konstverk, i deras bevarandearbete. Dock, alkoxisilanbehandlingar binder inte ordentligt med icke-silikatytor, är benägna att spricka och är begränsade i sin förmåga att stöta bort vatten. Att lägga till andra föreningar till denna behandling har hjälpt till att övervinna dessa effekter, men bara till en viss punkt. Istället såg Encarnación Ruiz Agudo och kollegor till naturen för inspiration, och fann att kalcium kunde vara svaret. Som en viktig del av stark, naturliga strukturer som ben- och njursten, forskarna teoretiserade att nanopartiklar gjorda av kalcium kunde stärka alkoxisilaner och ge de önskade skyddseffekterna för att bevara historiska artefakter.

Forskarna gjorde kalciumkarbonat och kalciumoxalat nanopartiklar och inkluderade polydimetylsiloxan (PDMS) som stabilisator. PDMS hjälper sannolikt också nanopartiklarna att binda till ytor. Teamet lade till nanopartiklarna till traditionella alkoxisilanbehandlingar, applicerade dem sedan på prover av tre olika byggmaterial:vit marmor, kalkarenit kalksten och gips, och satte proverna genom ett batteri av tester. Övergripande, resultaten visade förbättrad hydrofobicitet, mindre sprickbildning och förbättrad ytvidhäftning jämfört med enbart alkoxysilanbehandlingar, med kalciumoxalat som ger en markant förbättring av syraresistens. En minimal färgeffekt observerades, men forskarna säger att denna förändring låg inom acceptabla värden för bevarandeinsatser.